2019届高考一轮：第8讲-细胞呼吸学案(含答案)

第8讲细胞呼吸[考纲要求] 1.细胞呼吸(Ⅱ)。

2.实验：探究酵母菌的呼吸方式。

考点一细胞呼吸的方式与过程1．细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

2．有氧呼吸(1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。

(4)放能： 1 mol葡萄糖释放的能量中有1 161 kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。

(5)与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分能量储存在ATP中。

3．无氧呼吸(1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。

(2)过程(3)放能：1 mol 葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08 kJ 左右转移至ATP 中。

1．判断关于有氧呼吸的叙述(1)有氧呼吸时，生成物H 2O 中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解( × )(2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP( × )(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水( × )(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP 中( × )2．判断关于无氧呼吸的叙述(1)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时( × )(2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供( × )(3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸( × )(4)无氧呼吸不需要O 2的参与，该过程最终有[H]的积累( × )据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程(1)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④(填序号)。

(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？提示 种子在有氧呼吸过程中产生了水。

(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？提示 直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是基因的选择性表达。

(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O 2的量要大于产生CO 2的量，其原因是什么？提示与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解2．细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向3.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质。

而无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。

(2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。

动植物体内均可产生二氧化碳。

(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。

(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。

(5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。

(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。

命题点一细胞呼吸过程中物质和能量分析1．下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。

下列有关叙述正确的是( )A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATPD．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2答案 D解析题图中①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精，D项正确；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中，A项错误；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]，B项错误；①②过程表示无氧呼吸，其中e为酒精，C项错误。

2．下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。

下列有关叙述正确的是( )A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体D．人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响答案 D解析a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生H2O，且无氧呼吸产生乳酸的过程也不产生CO2，A项错误；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸，B项错误；c过程表示ATP水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间”，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所，C项错误；在人体内，肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快，故a过程会受到二者的影响，D项正确。

命题点二细胞呼吸类型的判断3．人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。

下列叙述错误的是( )A．消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的[H]少B．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸和ATPC．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D．慢跑时慢肌纤维产生的ATP，主要来自线粒体基质答案 D解析快肌纤维几乎不含线粒体，说明快肌纤维主要进行无氧呼吸，消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维进行无氧呼吸比慢肌纤维进行有氧呼吸产生的[H]少，A项正确；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖在细胞质基质中产生丙酮酸、少量ATP和[H]，B项正确；短跑时快肌纤维进行无氧呼吸，从而产生大量乳酸，使人体产生酸痛感觉，C项正确；有氧呼吸在第三阶段产生大量ATP，这一阶段发生的场所是在线粒体内膜上，D项错误。

4．不同种类的生物在不同的条件下，细胞呼吸方式不同。

若分解底物是葡萄糖，下列对细胞呼吸方式的判断不正确的是( )A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B．若既不吸收O2同时也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡C．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸D．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸答案 B解析细胞只进行无氧呼吸，释放CO2，不消耗O2，A项正确；若既不吸收O2也不释放CO2，也有可能是进行无氧呼吸中的乳酸发酵，B项错误；细胞进行有氧呼吸时释放的CO2量等于O2的吸收量，若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，C 项正确；细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸时，CO2的释放量等于O2的吸收量，D项正确。

判断细胞呼吸方式的三大依据命题点三有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算5．现有一瓶葡萄糖液，内置有适量的酵母菌，经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为7∶6，这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)( )A．有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸B．有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸C．有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸D．有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸答案 C解析有氧呼吸中吸收的O2与生成的CO2的物质的量之比为1∶1，无氧呼吸中不消耗O2，消耗1 mol葡萄糖生成2 mol CO2。

假设进行有氧呼吸的酵母菌的比例为X，则进行无氧呼吸的酵母菌的比例为1－X，故[6X＋2(1－X)]∶(6X)＝7∶6，解得X＝2/3，故有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸。

6．有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如下图所示。

据图中信息推断，错误的是( )A．当O2浓度为a时，酵母菌没有进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸B．当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同C．当O2浓度为c时，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵D．a、b、c、d 4种不同O2浓度下，细胞都能产生[H]和ATP答案 C解析当O2浓度为a时，酒精产生量与CO2产生量相等，说明此时只进行无氧呼吸，A项正确；当O2浓度为b时，产生CO2的量多于产生酒精的量，说明酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸，当O2浓度为d时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，因此b、d的细胞呼吸过程有所不同，B项正确；当O2浓度为c时，产生6 mol酒精的同时会产生6 mol CO2，需要消耗3 mol葡萄糖，剩余的9 mol CO2来自有氧呼吸，需消耗1.5 mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵，C项错误；无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都能产生[H]和ATP，D项正确。

细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)(1)有氧呼吸时：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。

(2)无氧呼吸时：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。

(3)消耗等量的C 6H 12O 6时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO 2摩尔数之比为1∶3。

(4)消耗等量的C 6H 12O 6时，有氧呼吸消耗的O 2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO 2摩尔数之和的比为3∶4。

考点二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用1．温度(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。

(2)曲线模型(如下图)(3)应用⎩⎨⎧ 低温储存⎩⎪⎨⎪⎧粮食水果、蔬菜(零上低温)种植大棚作物⎩⎪⎨⎪⎧ 白天：适当升温夜间：适当降温2．O 2浓度(1)原理：O 2是有氧呼吸所必需的，且O 2对无氧呼吸过程有抑制作用。

(2)曲线模型①O 2浓度低时，无氧呼吸占优势。

②随O 2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。

③当O 2浓度达到一定值后，随O 2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。

(3)应用①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。

②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。

③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。

④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。

3．CO 2浓度(1)原理：CO 2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。

(2)曲线模型(如图)(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO 2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。

4．含水量(1)原理：水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。

(2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢(如图)。

(3)应用⎩⎪⎨⎪⎧ 粮食：干燥储藏，降低呼吸消耗有机物水果、蔬菜：一定的湿度(1)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异( √ )(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少( × )(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏( × )(4)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量( √ )(5)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清( √ )(6)剧烈运动时，氧气供应不足，肌肉细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸( × )氧气影响细胞呼吸的曲线分析(1)O 2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？ 提示 O 2浓度在2.5%～10%之间时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O 2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。